多臟器超聲聯(lián)合臨床指標(biāo)預(yù)測(cè)有創(chuàng)機(jī)械通氣患者脫機(jī)后結(jié)局

彭 湃,朱 虹,孫飛一,張 博,張 妍,韓世權(quán),潘曉芳*

(1.大連理工大學(xué)附屬中心醫(yī)院超聲影像科,2.內(nèi)科重癥監(jiān)護(hù)病房,遼寧 大連 116033)

有創(chuàng)機(jī)械通氣(invasive mechanical ventilation, IMV)是支持急危重癥呼吸衰竭患者生命的有效手段[1],但I(xiàn)MV時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可引發(fā)呼吸機(jī)相關(guān)并發(fā)癥及血流動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定等而致死亡率升高。有效評(píng)估脫機(jī)條件、掌握最佳脫機(jī)時(shí)機(jī)及預(yù)測(cè)脫機(jī)后結(jié)局是臨床工作的重點(diǎn)與難點(diǎn)[2]。心、肺及膈肌功能障礙為導(dǎo)致脫機(jī)失敗的常見(jiàn)原因[3-4]。超聲所獲肺、心臟及膈肌功能參數(shù)對(duì)于指導(dǎo)IMV脫機(jī)具有重要意義[5]。本研究基于多臟器超聲及臨床指標(biāo)構(gòu)建列線(xiàn)圖,評(píng)估其預(yù)測(cè)IMV患者脫機(jī)后結(jié)局的臨床價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 前瞻性納入2021年1月—12月大連理工大學(xué)附屬中心醫(yī)院收治的357例因呼吸衰竭而接受IMV[6]患者,IMV采用壓力輔助控制通氣模式,潮氣量6～8 ml/kg體質(zhì)量,每分通氣量可維持正常通氣功能,呼氣末正壓5～8 cmH2O;357例中,男211例、女146例,年齡36～98歲、平均(74.4±0.6)歲;住院時(shí)間均≥24 h;根據(jù)IMV脫機(jī)后結(jié)局將患者分為生存組(n=200)及死亡組(n=157)。排除標(biāo)準(zhǔn):①孕婦;②氣管切開(kāi)后;③主動(dòng)放棄治療;④資料不全。本研究經(jīng)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(YN2020-028-09)。檢查前患者或家屬均簽署知情同意書(shū)。

1.2 儀器與方法 脫機(jī)前采用Mindray M7便攜式彩色多普勒超聲儀于床旁?huà)卟樾呐K、下腔靜脈、肺及膈肌等多,并記錄以下其參數(shù)。心臟功能及容量狀態(tài)相關(guān)參數(shù)[7]包括左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction, LVEF)、每搏輸出量(stroke volume, SV)、左心室舒張功能(left ventricular diastolic function, LVDF)(分為正常及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)LVDF不全)、三尖瓣環(huán)收縮期位移(tricuspid annular plane systolic excursion, TAPSE)、下腔靜脈內(nèi)徑(inferior vena cava diameter, IVCD)及下腔靜脈塌陷率(collapse rate of inferior vena cava, CIVC);肺功能相關(guān)參數(shù)包括肺超聲B線(xiàn)評(píng)分(lung ultrasonic B-line score, LUBS)及胸腔積液(以仰臥位積液寬度>40 mm或坐位積液平面超過(guò)第6肋間隙為大量胸腔積液);膈肌功能相關(guān)參數(shù)[5]包括左(L)、右(R)側(cè)膈肌厚度(diaphragm thickness, DT)、膈肌移動(dòng)度(diaphragmatic displacement, DD)、膈肌增厚分?jǐn)?shù)(diaphragmatic thickening fraction, DTF)及膈肌淺快呼吸指數(shù)(diaphragmatic rapid shallow breathing index, D-RSBI)。由具有3年以上工作經(jīng)驗(yàn)的超聲科主治醫(yī)師及副主任醫(yī)師各1名分別測(cè)量上述超聲參數(shù)3次,取其均值進(jìn)行分析。見(jiàn)圖1。

1.3 臨床參數(shù) 記錄IMV患者合并重癥疾病、住院時(shí)間、IMV時(shí)間及脫機(jī)前序貫器官衰竭估計(jì)評(píng)分(sequential organ failure assessment score, SOFA)、急性生理學(xué)與慢性健康狀況評(píng)分系統(tǒng)Ⅱ(acute physiology and chronic health status scoring system Ⅱ, APACHE Ⅱ)、氨基端前腦鈉素(N-terminal pro-brain natriuretic peptide, NT-proBNP)、超敏肌鈣蛋白以及心率和呼吸頻率。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用R 3.6.1軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。以Kolmogorov-Smirnov法對(duì)計(jì)量資料進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn),以±s表示符合正態(tài)分布者,行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。采用χ2檢驗(yàn)比較計(jì)數(shù)資料。針對(duì)單因素分析結(jié)果顯示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的參數(shù),以單因素和多因素(納入單因素分析結(jié)果P<0.1變量)logistic回歸分析篩選IMV患者脫機(jī)后死亡的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,并以之構(gòu)建多元回歸模型列線(xiàn)圖,預(yù)測(cè)IMV患者脫機(jī)后結(jié)局。將數(shù)據(jù)集隨機(jī)分為訓(xùn)練集(n=178,脫機(jī)后116例存活、62例死亡)和驗(yàn)證集(n=179,脫機(jī)后84例存活、95例死亡),繪制受試者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲線(xiàn),計(jì)算曲線(xiàn)下面積(area under the curve, AUC),評(píng)估列線(xiàn)圖的預(yù)測(cè)效能?；隍?yàn)證集數(shù)據(jù)繪制校準(zhǔn)曲線(xiàn),評(píng)估列線(xiàn)圖校準(zhǔn)度。以決策曲線(xiàn)分析(decision curve analysis, DCA)評(píng)估列線(xiàn)圖的臨床價(jià)值。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料及超聲相關(guān)參數(shù) 組間合并心血管系統(tǒng)疾病和代謝性疾病及SOFA評(píng)分差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05),其余一般資料差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05),見(jiàn)表1。

表1 357例接受IMV患者一般資料

組間R-DD<14 mm、R-DTF<20%及L-DTF<20%占比差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05),其余超聲參數(shù)差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.01),見(jiàn)表2。

表2 357例接受IMV患者多器官超聲參數(shù)比較(例)

2.2 logistic回歸分析 LVEF、SV、TAPSE、CIVC、LUBS、R-RSBI,以及合并神經(jīng)系統(tǒng)疾病、休克、APACHE Ⅱ評(píng)分及IMV時(shí)間均為脫機(jī)后死亡的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(P均<0.01)。見(jiàn)表3。

表3 單因素及多因素logistic回歸分析IMV患者脫機(jī)后死亡的獨(dú)立危險(xiǎn)因素

2.3 構(gòu)建回歸模型列線(xiàn)圖及評(píng)估效能 基于獨(dú)立危險(xiǎn)因素建立回歸模型列線(xiàn)圖見(jiàn)圖2,其預(yù)測(cè)訓(xùn)練集和驗(yàn)證集IMV患者脫機(jī)后死亡的AUC分別為0.86[95%CI(0.86,0.99)]及0.99[95%CI(0.98,0.99)],見(jiàn)圖3?；隍?yàn)證集校準(zhǔn)曲線(xiàn)(圖4)顯示列線(xiàn)圖校準(zhǔn)度良好。DCA(圖5)顯示在概率閾值為0.2～0.8,列線(xiàn)圖的臨床凈獲益較高。

圖2 預(yù)測(cè)IMV患者脫機(jī)后死亡的回歸模型列線(xiàn)圖

圖3 列線(xiàn)圖預(yù)測(cè)訓(xùn)練集(A)和驗(yàn)證集(B)IMV患者脫機(jī)后死亡的ROC曲線(xiàn) 圖4 列線(xiàn)圖在驗(yàn)證集的校準(zhǔn)曲線(xiàn) 圖5 基于全部357例的DCA曲線(xiàn)

3 討論

既往IMV患者結(jié)局預(yù)測(cè)模型相關(guān)研究[8]多基于自主呼吸試驗(yàn)(spontaneous breathing trial, SBT)判斷是否脫機(jī);即使通過(guò)SBT,仍有11%～26%患者脫機(jī)失敗[9]。

超聲評(píng)估多臟器功能已成為監(jiān)測(cè)IMV病情的重要手段[10]。本研究納入357例因呼吸衰竭合并多種疾病而接受IMV患者,基于超聲多臟器功能參數(shù)及臨床指標(biāo)建立列線(xiàn)圖預(yù)測(cè)IMV患者脫機(jī)后死亡風(fēng)險(xiǎn);脫機(jī)后157例死亡(157/357,43.98%),死亡率稍高于既往報(bào)道的40%[11]。本研究基于多臟器超聲參數(shù)及臨床指標(biāo)共篩選出IMV患者脫機(jī)后死亡的10個(gè)獨(dú)立危險(xiǎn)因素,包括LVEF、SV、TAPSE、CIVC、LUBS、RD-RSBI,以及合并神經(jīng)系統(tǒng)疾病、休克、IMV時(shí)間及APACHE Ⅱ評(píng)分。合并神經(jīng)系統(tǒng)疾病、休克及APACHE Ⅱ評(píng)分較高者為脫機(jī)困難群體,IMV時(shí)間>96 h時(shí),發(fā)生呼吸機(jī)并發(fā)癥概率顯著增加[9]。

超聲所獲心臟功能及容量狀態(tài),肺功能和膈肌功能相關(guān)參數(shù)為評(píng)估IMV患者結(jié)局的重要指標(biāo)。心功能不全是IMV患者脫機(jī)失敗的重要因素[8],多數(shù)研究[12]將嚴(yán)重心臟疾病作為脫機(jī)的排除標(biāo)準(zhǔn)。本研究發(fā)現(xiàn)LVEF、SV及TAPSE為心功能相關(guān)因素。既往研究[13]認(rèn)為左心室舒張功能障礙是IMV患者脫機(jī)是否成功的關(guān)鍵,但本研究結(jié)果顯示,LVDF并非獨(dú)立危險(xiǎn)因素,原因可能在于本組納入病例合并重癥心血管系統(tǒng)疾病者較多。超聲測(cè)量IVCD可無(wú)創(chuàng)評(píng)估容量反應(yīng)[14],血容量過(guò)荷或過(guò)低是反映IMV病情的重要指標(biāo),也是綜合評(píng)價(jià)心臟功能的重要參數(shù)[9]。LUBS不僅可判斷肺水腫分級(jí),還能分級(jí)評(píng)估肺炎、肺不張及肺實(shí)變等[15],LUBS>17分預(yù)示患者脫機(jī)困難程度加大、脫機(jī)后結(jié)局差的概率顯著提高[5]。嚴(yán)重膈肌功能障礙及膈肌痙攣是IMV患者脫機(jī)后死亡的重要原因[5];且IMV時(shí)間越長(zhǎng),膈肌功能障礙發(fā)生率越高。R-D-RSBI反映膈肌呼吸儲(chǔ)備力,本研究以《中國(guó)重癥超聲專(zhuān)家共識(shí)》推薦的1.3次/分作為閾值進(jìn)行分析。

既往研究[5]采用多臟器超聲聯(lián)合預(yù)測(cè)IMV脫機(jī)失敗的AUC為0.95。本研究基于獨(dú)立危險(xiǎn)因素構(gòu)建的列線(xiàn)圖預(yù)測(cè)訓(xùn)練集和驗(yàn)證集IMV患者脫機(jī)后死亡的AUC分別為0.86及0.99,模型校準(zhǔn)度良好;概率閾值為0.2～0.8時(shí),列線(xiàn)圖的臨床凈獲益較高,提示其具有較高臨床價(jià)值,有助于個(gè)體化預(yù)測(cè)IMV患者脫機(jī)結(jié)局、指導(dǎo)臨床制定治療方案。

綜上,基于多臟器超聲參數(shù)聯(lián)合臨床指標(biāo)構(gòu)建的列線(xiàn)圖可有效預(yù)測(cè)IMV患者脫機(jī)后結(jié)局。但本研究為單中心觀察,樣本量有限,有待后續(xù)開(kāi)展更大樣本多中心研究進(jìn)一步觀察。